量子鍵配布に基づく量子秘密通信は、これまでのところ「情報理論で証明可能な」安全性を実現できる唯一の通信方式です。現在、光ファイバーリンクに基づく大都市間量子通信は成熟しており、最初に適用されている。長距離、さらには地球規模の量子安全通信を実現するには、光ファイバー固有の損失と地球規模の通信範囲の困難を克服する必要があります。
Pan Jianwei、Peng Chengzhi、Liao Shengkai を含む中国科学技術大学の研究者は、多くの科学研究機関と協力して重要な問題に取り組み、衛星から地上への量子通信における一連の画期的な研究を実施しました。例えば、「星」に関しては、一連の主要技術でブレークスルーを達成し、世界初の量子マイクロナノ衛星「済南1号」を開発した。 「地上」に関しては、小型地上局システムをさらに開発し、重量を大幅に軽減して迅速な展開を容易にしました。
この研究作業では、量子マイクロナノ衛星が済南、合肥、北京、南アフリカのステレンボッシュなどの地上光局との光リンクを確立し、リアルタイムの衛星から地上への量子鍵配布実験を実現した。宇宙搭載の量子デコイ状態光源は、アップリンクおよびダウンリンクの光通信と組み合わせて、毎秒平均 2 億 5,000 万個の信号光子を送信し、リアルタイムの鍵抽出を実現します。研究チームは衛星を信頼できる中継器として使用することで、地上の北京基地と南アフリカのステレンボッシュ基地の間での鍵共有とデータ中継をさらに実現しました。
この研究成果は、将来複数のマイクロ・ナノ衛星を打ち上げて「量子コンステレーション」を構築するための強固な基盤を築きます。これは、大規模で実用的な量子通信ネットワークの構築に重要な技術サポートを提供するだけでなく、量子インターネットの世界的な展開に向けた新たな開発の道を切り開きます。
「ネイチャー」誌の評論家は、この成果は「衛星量子鍵配布技術の成熟度を実証し、量子および古典通信衛星コンステレーションの実現における画期的な出来事である」と信じている。